Советский актер театра и кино. Заслуженный артист РСФСР.
В 1926 году окончил Высшие театральные мастерские Малого театра, во время учёбы выступал на сцене театра. Работал в театре Всесоюзного профессионального союза работников искусств (РАБИС).
С 1935 года - актёр Малого театра. Почти вся жизнь Павла Оленева была связана с этим театром, здесь он сыграл десятки характерных и комедийных ролей, став одним из любимцев театральной Москвы.
Скончался в Москве. Похоронен на Ваганьковском кладбище.